DARPA 將發明新的 “GPS”，不用衞星也能定位導航

DARPA，(The Defense Advanced Research Projects Agency，美國國防高級研究計劃局)在日前公佈的《 Breakthrough Technologies for National Security》內總結了他們未來關注的四個主要領域，其中，對定位導航技術的改造計劃無疑會是個顛覆性的變動。
我們目前的GPS系統，最初也是出於軍用目的誕生的。這套系統基於愛因斯坦的狹義和廣義相對論，通過一系列衞星的信號時間戳和這些衞星之間的相對位移定位出在地面的位置。無論是車載導航儀或是為電信基站提供同步時間源，GPS都發揮了巨大的作用，但是這麼重要的系統，卻可能輕易地在人為干擾下崩潰，由於GPS使用的波段是已知的，因此利用射頻噪音，人們可以覆蓋一個區域內的GPS信號，而且這種設備網上就可以買到。

因此，在這種情況下，建立一套基於地面的定位導航系統可能是一個好的替代方法。但是做起來並沒有這麼容易：一種設想是在地面上鋪設大量的發射器，但是這麼做的工程量和維護成本會很高；另一種是Differential GPS(差分全球定位系統)，在已知點配備一台 GPS 接收機作為基準站並和用户同時進行 GPS 觀測，與基準站座標比較並求解出實時差分修正值以修正其GPS定位解，但是這種做法仍舊離不開衞星的輔助；還有一種在二戰期間使用的無線電導航系統LORAN，儘管可以抵抗一定的干擾，但是精確性卻一直難以解決。所以現階段，關於如何構建這樣一套系統還有諸多的可能性。
在新公佈的這份文件中，DARPA表示，由於目前GPS系統的侷限性，他們不得不尋求一種更有效的定位，計時和導航的系統。為了達成這一目標，DARPA已經在5個相關項目進行了大量的投入,分別是自適應導航系統（ANS），PNT微技術系統（Micro-PNT），量子輔助傳感與讀出（QuASAR），超高速激光科學和工程項目（PULSE）和對抗性環境中的空間、時間和方位信息（STOIC）。這些項目都致力於在GPS無法使用時提供穩定可靠的PNT( position, navigation and timing)服務，比如ANS利用精確的慣性測量裝置，可以在缺少外部數據的情況下定位，而PULSE則利用超短脈衝激光技術提高原子鐘和微波源的精度。

單從這份文件，我們還是無法得知DARPA如何實現這一目標，但是技術從軍用到民用是歷史一貫的趨勢，可以預見，將來重新啟動車載導航儀的時候，或許再也不用等那麼久搜索衞星了。

參考來源：EXTREMETECH


資料來源：36Kr